目次

Editorials

米国立点火施設(NIF)は当初の目標を達成できずにいるが、目的を核兵器研究と基礎科学研究に変更すれば、存在意義が出てくる。

Ignition switch

doi: 10.1038/491159a

科学を守るために活動した人に贈られるJohn Maddox賞の初めての受賞者が、英国の精神科医と中国の科学ライターに決まった。

John Maddox prize

doi: 10.1038/491160a

アフリカの先端科学と教育に対し、投資・支援すべき時期が来ている。

Science aid

doi: 10.1038/491159b

News

アイルランド政府が、予算削減のため、首席科学顧問を置くのをやめることに。

Irish science adviser office axed

doi: 10.1038/491173a

ハリケーン「サンディ」がニューヨークに深刻な被害をもたらし、気候変動を踏まえた災害対策が課題に。

Hurricane sweeps US into climate-adaptation debate

doi: 10.1038/491167a

米国立点火施設が、エネルギー開発から兵器研究へと路線を変更へ。

Laser lab shifts focus to warheads

doi: 10.1038/491170a

フェルミγ線宇宙望遠鏡のソフトウェアのバージョンアップで、暗黒物質の手がかり検出に可能性が。

Space telescope to get software fix

doi: 10.1038/491172a

NASAの火星探査でメタンが検出されず、欧州宇宙機関(ESA)の次期火星探査計画に疑問の声が。

Hopes linger for Mars methane

doi: 10.1038/491174a

ニューヨークの大学、研究機関にも、ハリケーンによる洪水で、膨大な損害が。

Researchers battle storm’s wrath

doi: 10.1038/491169a

NIHが、臨床検査データや臨床遺伝学データを中心にした新たなデータベースを立ち上げへ。

One-stop shop for disease genes

doi: 10.1038/491171a

News Features

教育:アフリカの数学ハウス

Africa's counting house

数学、科学の優秀な若い才能を育てようというアフリカ数学科学研究所の活動が、アフリカ全体に広がり始めている。

doi: 10.1038/491176a

機構:氷河よ、さようなら

Goodbye glaciers

アンデス山脈の氷河が消失しつつあり、何百万人もの人たちへの水供給に影響が及ぶと懸念されている。

doi: 10.1038/491180a

News & Views

トランスレーショナル医学:「二十日鼠と人間」が道を教える

Translational medicine: Mice and men show the way p.196

脆弱X症候群のような、単一の遺伝子によって引き起こされる疾患には、遺伝学的に複雑な自閉症スペクトラム障害と共通の症状が見られる。遺伝的疾患に有効な薬が、自閉症スペクトラム障害の治療法につながる可能性が明らかになってきた。

doi: 10.1038/491196a

画像化技術:霧が晴れる

Imaging: The fog clears p.197

光を散乱するスクリーンの背後に置かれた蛍光物体を、スクリーン背後に検出器を置かずに画像化できる技術が開発された。この手法は生物組織の画像化にも適用できる可能性がある。

doi: 10.1038/491197a

生化学:分子競合の一端を垣間見る

Biochemistry: A glimpse of molecular competition p.198

1分子実験から、DNA修復タンパク質のRecAがほかのタンパク質との競争を勝ち抜いて一本鎖DNAに結合し、別のメディエータータンパク質がこの過程を助けるようすが明らかになった。

doi: 10.1038/nature11639

天文学:最も近くのお隣りさんに会う

Astronomy: Meet our closest neighbour p.200

地球と同じくらいの質量を持つ太陽系外惑星と思われる天体が、太陽に最も近い恒星系に属するケンタウルス座α星Bを周回しているのが見つかった。このことは、技術力の成果を示すのと同時に、興奮を巻き起こしてもいる。

doi: 10.1038/nature11636

微生物学:細菌の電源コード

Microbiology: Bacterial power cords p.201

海洋堆積物の上層で起こっている地球化学的反応は、もっと深い層での反応と共役している。数センチメートル程度の糸状性細菌が電気ケーブルとして働き、上下の層の間での代謝リンクとなっていることがわかった。

doi: 10.1038/nature11638

応用物理学:より明るい画像を、雑音を増やさずに手に入れる

Applied physics: Brighter images with no added noise p.202

ルビジウムガスを使う特別仕様の光増幅器が、雑音を増やすことなく明るさを向上させたぼんやりした画像を作り出せることが実証された。この概念は生物学での画像化や画像処理に使える可能性がある。

doi: 10.1038/491202a

構造生物学:タンパク質設計のための道具箱

Structural biology: A toolbox for protein design p.204

アミノ酸配列がタンパク質の三次元構造を決定する仕組みの基盤となる原理のいくつかが明らかにされた。この方法は、タンパク質の折りたたみをゼロから設計することを可能にしている。

doi: 10.1038/491204a

宇宙物理学:若い宇宙での爆発

Astrophysics: Cosmic explosions in the young Universe p.205

地球から遠く離れた所にある超光度超新星が2つ見つかったことは、超新星研究の最前線をビッグバン後わずか15億年のところまで押し進めることになり、またこうした星は若い宇宙ではありふれたものであった可能性を示唆している。

doi: 10.1038/nature11643

Articles

宇宙:ケンタウルス座α星Bを周回する地球質量の惑星

An Earth-mass planet orbiting α Centauri B p.207

Exoplanets down to the size of Earth have been found, but not in the habitable zone—that is, at a distance from the parent star at which water, if present, would be liquid. There are planets in the habitable zone of stars cooler than our Sun, but for reasons such as tidal locking and strong stellar activity, they are unlikely to harbour water–carbon life as we know it. The detection of a habitable Earth-mass planet orbiting a star similar to our Sun is extremely difficult, because such a signal is overwhelmed by stellar perturbations. Here we report the detection of an Earth-mass planet orbiting our neighbour star α Centauri B, a member of the closest stellar system to the Sun. The planet has an orbital period of 3.236 days and is about 0.04 astronomical units from the star (one astronomical unit is the Earth–Sun distance).

doi: 10.1038/nature11572

脳:腹側被蓋野で行われる報酬と忌避の入力特異的な制御

Input-specific control of reward and aversion in the ventral tegmental area p.212

Ventral tegmental area (VTA) dopamine neurons have important roles in adaptive and pathological brain functions related to reward and motivation. However, it is unknown whether subpopulations of VTA dopamine neurons participate in distinct circuits that encode different motivational signatures, and whether inputs to the VTA differentially modulate such circuits. Here we show that, because of differences in synaptic connectivity, activation of inputs to the VTA from the laterodorsal tegmentum and the lateral habenula elicit reward and aversion in mice, respectively. Laterodorsal tegmentum neurons preferentially synapse on dopamine neurons projecting to the nucleus accumbens lateral shell, whereas lateral habenula neurons synapse primarily on dopamine neurons projecting to the medial prefrontal cortex as well as on GABAergic (γ-aminobutyric-acid-containing) neurons in the rostromedial tegmental nucleus. These results establish that distinct VTA circuits generate reward and aversion, and thereby provide a new framework for understanding the circuit basis of adaptive and pathological motivated behaviours.

doi: 10.1038/nature11527

微生物学:糸状性細菌がセンチメートル単位の距離にわたって電子を輸送する

Filamentous bacteria transport electrons over centimetre distances p.218

Oxygen consumption in marine sediments is often coupled to the oxidation of sulphide generated by degradation of organic matter in deeper, oxygen-free layers. Geochemical observations have shown that this coupling can be mediated by electric currents carried by unidentified electron transporters across centimetre-wide zones. Here we present evidence that the native conductors are long, filamentous bacteria. They abounded in sediment zones with electric currents and along their length they contained strings with distinct properties in accordance with a function as electron transporters. Living, electrical cables add a new dimension to the understanding of interactions in nature and may find use in technology development.

doi: 10.1038/nature11586

生化学:理想的なタンパク質構造を設計するための原理

Principles for designing ideal protein structures p.222

Unlike random heteropolymers, natural proteins fold into unique ordered structures. Understanding how these are encoded in amino-acid sequences is complicated by energetically unfavourable non-ideal features—for example kinked α-helices, bulged β-strands, strained loops and buried polar groups—that arise in proteins from evolutionary selection for biological function or from neutral drift. Here we describe an approach to designing ideal protein structures stabilized by completely consistent local and non-local interactions. The approach is based on a set of rules relating secondary structure patterns to protein tertiary motifs, which make possible the design of funnel-shaped protein folding energy landscapes leading into the target folded state. Guided by these rules, we designed sequences predicted to fold into ideal protein structures consisting of α-helices, β-strands and minimal loops. Designs for five different topologies were found to be monomeric and very stable and to adopt structures in solution nearly identical to the computational models. These results illuminate how the folding funnels of natural proteins arise and provide the foundation for engineering a new generation of functional proteins free from natural evolution.

doi: 10.1038/nature11600

Letters

宇宙:赤方偏移2.05および3.90に位置する超光度超新星

Superluminous supernovae at redshifts of 2.05 and 3.90 p.228

doi: 10.1038/nature11521

工学:不透明な散乱層を通した非侵襲的画像化

Non-invasive imaging through opaque scattering layers p.232

doi: 10.1038/nature11578

化学:化学触媒反応と抽出発酵を一体化して燃料を生産する

Integration of chemical catalysis with extractive fermentation to produce fuels p.235

doi: 10.1038/nature11594

気候:万年雪への融解水の貯蔵によって緩和されるグリーンランド氷床の海水準上昇への寄与

Greenland ice-sheet contribution to sea-level rise buffered by meltwater storage in firn p.240

doi: 10.1038/nature11566

地球:振動的な真の極運動の機構

Mechanisms for oscillatory true polar wander p.244

doi: 10.1038/nature11571

合成生物学:単一細胞内で階層化した複数の論理ゲートから構築された遺伝的プログラム

Genetic programs constructed from layered logic gates in single cells p.249

doi: 10.1038/nature11516

医学:腺腫に関連する障壁欠陥と微生物産物がIL-23/IL-17を介する腫瘍増殖を推進する

Adenoma-linked barrier defects and microbial products drive IL-23/IL-17-mediated tumour growth p.254

doi: 10.1038/nature11465

がん:IL-22BPはインフラマソームにより調節されており、腸での腫瘍形成に影響を与える

IL-22BP is regulated by the inflammasome and modulates tumorigenesis in the intestine p.259

doi: 10.1038/nature11535

免疫:制御性B細胞はIL-21依存性のコグネイト相互作用を介してT細胞性自己免疫を調節する

Regulatory B cells control T-cell autoimmunity through IL-21-dependent cognate interactions p.264

doi: 10.1038/nature11501

細胞:CaMKIIは心臓でミトコンドリアストレス応答を規定する

CaMKII determines mitochondrial stress responses in heart p.269

doi: 10.1038/nature11444

細胞:SSB被覆ssDNA単一分子上でのRecAの核形成と伸長の直接画像化

Direct imaging of RecA nucleation and growth on single molecules of SSB-coated ssDNA p.274

doi: 10.1038/nature11598

生化学:ZucchiniがpiRNA生合成におけるヌクレアーゼであることを示す構造生化学的性質

The structural biochemistry of Zucchini implicates it as a nuclease in piRNA biogenesis p.279

doi: 10.1038/nature11502

生化学:piRNA生合成におけるZucchiniエンドリボヌクレアーゼの構造と機能

Structure and function of Zucchini endoribonuclease in piRNA biogenesis p.284

doi: 10.1038/nature11509

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